【手続補正書】
【提出日】平成18年2月20日(2006.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】  液晶表示装置用基板及び液晶表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】画面内および画面外にスペーサーを有する液晶表示装置用基板において、スペーサーが樹脂層をパターニングして形成され、該スペーサーのガラス転移温度が１００℃以上２５０℃以下であって、画面外のスペーサーのひとつ当たりの面積は、画面内のスペーサーのひとつ当たりの面積と等しい若しくは大きいことを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項２】スペーサーがポリイミド系樹脂またはアクリル系樹脂を含むことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用基板。
【請求項３】基板が着色剤を含んだ樹脂層から成る着色層を含むカラーフィルターである請求項１または２に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項４】スペーサーが着色剤を含んだ樹脂層の単一色、又は色重ねから成る請求項１から３いずれか１項記載の液晶表示装置用基板。
【請求項５】スペーサーがブラックマトリックス上に形成されて成る請求項４記載の液晶表示装置用基板。
【請求項６】スペーサーがさらに樹脂層を別途積層したものである請求項４または５に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項７】ブラックマトリックスが遮光剤を分散した樹脂から成ることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置用基板。
【請求項８】ブラックマトリックスの膜厚が０．５μｍ〜２．０μｍであることを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置用基板。
【請求項９】スペーサーが、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸窒化チタン、マンガン酸化物、酸化鉄、および表面を樹脂で被覆したカーボンブラックのいずれかを含有する請求項１〜８のいずれかに記載の液晶表示装置用基板。
【請求項１０】ポリイミド系樹脂が脂肪族エーテル結合または脂環族エーテル結合を含む分子骨格を有するポリアミック酸を硬化することによって得られるものであることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置用基板。
【請求項１１】スペーサーの高さが１〜９μｍである請求項１から１０いずれか１項記載の液晶表示装置用基板。
【請求項１２】画面内のスペーサーが対向基板と接触する面積が１個あたり１０〜１０００μｍ２である請求項１から１１いずれか１項記載の液晶表示装置用基板。
【請求項１３】スペーサの対向基板と接触する面積が、スペーサの底部の面積より小さいことを特徴とする請求項１〜１２いずれか１項記載の液晶表示装置用基板。
【請求項１４】着色剤を含んだ樹脂膜上に透明樹脂膜を形成したことを特徴とする請求項１から１３いずれか１項記載の液晶表示装置用基板。
【請求項１５】２枚の液晶表示装置用基板により液晶層を挟持したカラー液晶表示装置において、少なくとも一方の液晶表示装置用基板が、請求項１から１４のいずれか１項記載の液晶表示装置用基板であることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】                  
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペーサー機能を有する液晶表示装置用基板及びそれを含む液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来使用されている液晶表示装置は、液晶層の厚み（セルギャップ）を保持するために、一般に、２枚の液晶表示装置用基板間にプラスチックビーズ、ガラスビーズ又はガラス繊維を挟んでスペーサーとして使用している。ここでプラスチックビーズ等のスペーサーは散布されるため、電極基板とカラーフィルター基板のどの位置（面内位置）に配置されるか定まっていない。
【０００３】
また、セルギャップを保持するために、特開昭５６−１４０３２４、特開昭６３−８２４０５４、特開平４−９３９２４、特開平５−１９６９４６、特開平７−３１８９５０には、カラーフィルターを形成する着色層を重ね合わせた構造をスペーサーとして用いた液晶表示装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
プラスチックビーズ等をスペーサーとして用いる液晶表示装置においては、プラスチックビーズ等のスペーサーの位置が定まっておらず、液晶表示装置用基板上の表示領域（遮光部を除く画面内の光透過部）にもスペーサーが存在する。そのスペーサーによる、光の散乱や透過により、液晶表示装置の表示品位が低下するという問題がある。
【０００５】
プラスチックビーズ等のスペーサーを散布して使用する液晶表示装置には、この他にも下記の問題がある。すなわち、均一にスペーサーが液晶表示装置内に、散布されず、スペーサーが一部にたまるという現象が生じることがある。このような現象が生じると、スペーサーが集まった部分の表示品質が悪化し、またセルギャップの正確な保持の面でも問題があった。従って、スペーサーを均一に散布する工程が必要であったり、あるいはスペーサーの粒度分布を高精度に管理することが必要であることから、簡便な方法で安定した表示品位の液晶表示装置を得ることが難しい。
【０００６】
これらの問題点に対して、特開昭５６−１４０３２４、特開昭６３−８２４０５４、特開平４−９３９２４、特開平５−１９６９４６では、２色あるいは３色の着色層を重ね合わせた構造をスペーサーとして用いることが提案されている。これら開示技術で実際に得られた液晶表示装置用基板においては、スペーサーが脱落する場合があった。
【０００７】
スペーサーの脱落は、スペーサーを有する液晶表示装置用基板が温度変化を生じた際に発生する場合があった。温度変化が生じる場合としては、電極作製時や配向膜焼成等が挙げられ、液晶表示装置作製工程においては少なくとも１００℃以上の温度変化にさらされる。温度変化により、スペーサを構成する材料内や基板との間でヤング率や熱膨張率の差や変化によって応力が発生し、結果的にスペーサーが脱落する。
【０００８】
他にスペーサーが脱落する場合としては、ラビングによる液晶配向処理時が挙げられる。ラビング時に、基板に対して平行方向に大きな力がスペーサーにかかり、スペーサーが脱落する。
【０００９】
また、接着性の樹脂を用いて、固定されたスペーサーを有する液晶表示装置用基板と対向する基板とを固定しする場合、上記した様な温度変化や外部からの衝撃等によって、固定されたスペーサーと接着性の樹脂間や固定されたスペーサーとその基板間、または固定されたスペーサー内等で剥がれが発生し、スペーサーが脱落する場合があった。
【００１０】
本発明の目的は、十分なセルギャップを実現するとともに、形成されたスペーサーが脱落しにくい液晶表示装置用基板を提供し、液晶表示装置の生産性を上げると共に表示品位の低下を防止することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記した問題点を解決する手段を鋭意検討した結果、スペーサーを構成する層の少なくとも一層のガラス転移温度を、特定の範囲に設定することにより、上記の目的を達成することができることを見出し、本発明を完成した。
【００１２】
すなわち、本発明は、画面内および画面外にスペーサーを有する液晶表示装置用基板において、スペーサーが樹脂層をパターニングして形成され、該スペーサーのガラス転移温度が１００℃以上２５０℃以下であって、画面外のスペーサーのひとつ当たりの面積は、画面内のスペーサーのひとつ当たりの面積と等しい若しくは大きいことを特徴とする液晶表示装置用基板を提供する。また、本発明は、２枚の液晶表示装置用基板により液晶層を挟持した液晶表示装置において、少なくとも一方の液晶表示装置用基板が、上記本発明の液晶表示装置用基板であることを特徴とする、液晶表示装置を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
通常液晶表示装置はスペーサーを介して張り合わされた２枚の液晶表示装置用基板の間に液晶を挟んだ構造をとる。液晶表示装置用基板は、液晶や表示方式等により、必要に応じて基板上に電極や薄膜トランジスターや着色剤を有しても良い。具体的には、着色剤を有するカラーフィルターやモノクロのフィルターであってもよいし、ＴＦＴ基板のような、トランジスターを複数個有する基板であってもよい。また、液晶表示装置を構成する２枚の液晶表示装置用基板上に固定されたスペーサーを有しても良いし、どちらか一方の液晶表示装置用基板上に固定されたスペーサーを有しても良い。ただし、液晶表示装置組立の容易さの点から、どちらか一方の液晶表示装置用基板上に固定されたスペーサーを有するのが好ましい。
【００１４】
液晶表示装置において、表示品位を向上させるために、基板上の非表示領域に固定されたスペーサーを有することが好ましい。非表示領域とは、液晶表示装置に組みあがった状態での画面内の遮光部と、画面外に相当する領域を指す。一方、表示領域は、非表示領域以外の領域を指す。
【００１５】
すなわち本発明は、液晶表示装置用基板上の非表示領域に固定されたスペーサーを有し、そのスペーサーのガラス転移温度が、２５０℃以下である液晶表示装置用基板、ならびに、２枚の液晶表示装置用基板により液晶層を挟持した液晶表示装置において、少なくとも一方の液晶表示装置用基板が、上記本発明の液晶表示装置用基板であることを特徴とする液晶表示装置を提供することによりかかる課題を解決することを見いだした。
【００１６】
本発明においてはスペーサーのガラス転移温度が２５０℃以下であることが必要である。これにより、スペーサーが基板から脱落することが防止できる。ただしスペーサーのガラス転移温度が低すぎる場合には、剥がれは発生しないが、セル組立工程でスペーサーが大きく変形する場合があるので、好ましくは１００〜２５０℃の範囲にあることが望ましく、さらに好ましくは１５０〜２００℃の範囲にあることが望ましい。
【００１７】
本発明における、スペーサーのガラス転移温度は次のようにして測定することができる。すなわち、基板上に形成されたスペーサーを掻き取り、示差熱走査熱量測定（ＤＳＣ）装置等の市販の熱分析装置を用いて測定する。ＤＳＣによるガラス転移温度の測定は、日本工業規格（Ｋ７１２１−１９８７）に従って行えばよい。ただし、ガラス転移温度のピークが明確に現れないときには、昇温速度を１０〜８０℃／ｍｉｎの範囲で設定し測定する。またスペーサー部のみを採取することが困難である場合には、画素部も同時に採取し、ガラス転移温度を測定しても良い。画素部とスペーサー部が同一材料からなる場合、画素部とスペーサー部のガラス転移温度は、スペーサー部と画素部との混合物のガラス転移温度をもってスペーサーのガラス転移温度としてもよい。画素部とスペーサー部が異なる材料からなる場合、別途画素部のガラス転移温度を測定し、画素部とスペーサー部の混合物から得られる複数のガラス転移温度と比較し、スペーサーのガラス転移温度としてもよい。
【００１８】
スペーサーが異なる複層の材質から形成されている場合には、複数のガラス転移温度が得られることがある。この場合には、複数のガラス転移温度の内少なくとも一つが該ガラス転移温度に入るものは本発明の範囲に含まれる。
【００１９】
かかる特性を持つスペーサーを構成する材料としては、本発明で規定される上記の特定のガラス転移温度が得られる材料を選択して用いる。このような材料としてはポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の感光性又は非感光性の材料が好ましく用いられる。なお、これらの材料の中でも上記のガラス転移温度を満足するものを選択して用いることは言うまでもない。後述のように、着色層でスペーサーを形成する場合には、これらの樹脂中に着色剤を分散又は溶解させて着色したものをスペーサーとして用いる。
【００２０】
感光性の樹脂としては、光分解型樹脂、光架橋型樹脂、光重合型樹脂などのタイプがあり、特に、エチレン不飽和結合を有するモノマ、オリゴマ又はポリマと紫外線によりラジカルを発生する開始剤とを含む感光性組成物、感光性ポリアミック酸組成物等が好適に用いられる。
【００２１】
非感光性の樹脂としては、上記の各種ポリマなどで現像処理が可能なものが好ましく用いられるが、透明導電膜の製膜工程や液晶表示装置の製造工程でかかる熱に耐えられるような耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、液晶表示装置の製造工程で使用される有機溶剤への耐性を持つ樹脂が好ましく、また、言うまでもなく上記のガラス転移温度を持つものが得やすい樹脂が好ましいことから、ポリイミド樹脂が特に好ましい。
【００２２】
ここで、ポリイミド系樹脂としては、特に限定されるものではないが、通常下記一般式［Ｉ］で表される構造単位を主成分とするポリイミド前駆体を、加熱又は適当な触媒によってイミド化したものが好適に用いられる。
【００２３】
【化１】
1999311795.tif 000001
【００２４】
ここで一般式（１）のｎは０あるいは１〜４の数である。Ｒ１は酸成分残基であり、Ｒ１は少なくとも２個の炭素原子を有する３価または４価の有機基を示す。耐熱性の面から、Ｒ１は環状炭化水素、芳香族環または芳香族複素環を含有し、かつ炭素数６から３０の３価または４価の基が好ましい。Ｒ１の例として、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフタレン基、ペリレン基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルスルフォン基、ジフェニルプロパン基、ベンゾフェノン基、ビフェニルトリフルオロプロパン基、シクロブチル基、シクロペンチル基などから誘導された基が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【００２５】
Ｒ２は少なくなくとも２個の炭素原子を有する２価の有機基を示す。耐熱性の面から、Ｒ２は環状炭化水素、芳香族環または芳香族複素環を含有し、かつ炭素数６から３０の２価の基が好ましい。Ｒ２の例として、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフタレン基、ペリレン基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルスルフォン基、ジフェニルプロパン基、ベンゾフェノン基、ビフェニルトリフルオロプロパン基、ジフェニルメタン基、シクロヘキシルメタン基などから誘導された基が挙げられるがこれらに限定されるものではない。一般式（１）で表される構造単位を主成分とするポリマーはＲ１、Ｒ２がこれらの内各々１個から構成されていても良いし、各々２種以上から構成される共重合体であっても良い。
【００２６】
ポリイミド系樹脂の場合、ポリマー主鎖に占めるイミド構造比率を下げることで低いガラス転移温度の樹脂を得ることも出来るが、イミド主鎖構成成分を選択することで低いガラス転移温度のポリイミド系樹脂を得る手法が容易である。
【００２７】
ポリイミド系樹脂のガラス転移温度が２５０℃以下であるためには、分子中に柔軟な分子骨格を含有することが好ましい。たとえば、脂肪族エーテル結合あるいは脂環族エーテル結合を含む分子骨格を有することが好ましく、Ｒ２の少なくとも一部が脂肪族エーテル結合あるいは脂環族エーテル結合を有する多価アミン残基であることが好ましい。脂肪族エーテル結合あるいは脂環族エーテル結合を有するジアミンとしては特に限定されるものではないが、例えばビス[２−（３−アミノプロポキシ）エチル]エーテル、１，４−ビス（３−アミノプロポキシ）ブタン、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ[５，５]ウンデカン、ジエチレングリコール−ビス（３−アミノプロピル）エーテル等が挙げられる。
【００２８】
またアクリル系樹脂を含むスペーサーも好ましく使用される。このとき用いられるアクリル系樹脂は、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレートなどのアルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレート、環状のアクリレートまたはメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレートまたは、メタクリレートなどの内から３〜５種類程度のモノマを用いて、分子量５０００〜２０００００程度に重合した樹脂を用いる。なお、スペーサーがアクリル樹脂を含むものである場合、スペーサーを構成する成分中のアクリル樹脂の含有量は、５０重量％以上が好ましく、６０重量％以上がさらに好ましい。アクリル系樹脂スペーサーを構成する材料が感光性か非感光性は制限されないが、スペーサーの微細加工のしやすさの点から感光性の材料が好ましく用いられる。感光性樹脂の場合には、アクリル系樹脂と光重合性モノマ、光重合開始剤を配合した組成物が好ましく用いられる。光重合性モノマとしては、２官能、３官能、多官能モノマがあり、２官能モノマとして、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリエチレングリコールアクリレートなどがあり、３官能モノマとして、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアネートなどがあり、多官能モノマとしてジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサアクリレートなどがある。また、光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、チオキサントン、イミダゾール、トリアジン系などが単独もしくは混合で用いられる。
【００２９】
上記スペーサーを構成する樹脂には、必要に応じて、着色剤を添加しても良い。着色剤としては、有機顔料、無機顔料、染料等を好適に用いることができ、さらには、紫外線吸収剤、分散剤、レベリング剤等の種々の添加剤を添加してもよい。スペーサーに遮光性が要求される際には、カーボンブラック、酸化チタン、酸窒化チタン、四酸化鉄等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉といった遮光剤の他に、赤、青、緑色等の顔料の混合物等を遮光剤として用いることができる。この中でも、特にカーボンブラックは遮光性が優れており、特に好ましい。スペーサーに遮光性と絶縁性が要求される際には、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸窒化チタン、マンガン酸化物、酸化鉄等の絶縁性無機化合物微粒子や表面を樹脂で被覆したカーボンブラックを用いても良い。遮光性と絶縁性が要求される際には中でも酸化チタン、酸窒化チタン、マンガン酸化物が好ましい。
【００３０】
スペーサーを構成する樹脂に着色剤や遮光剤を添加する量に特に制限はないが、スペーサーを構成する樹脂成分と着色剤と遮光剤成分との重量比が１０：０〜１：９であることが、スペーサー形成の点から、好ましい。
【００３１】
スペーサーを形成する工程としては、未硬化の樹脂を液晶表示装置用基板上に塗布、乾燥した後に、パターニングを行う方法が、精度良くスペーサーを形成できる点から好ましく用いられる。未硬化の樹脂を塗布する方法としては、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤバーによる方法などが好適に用いられ、この後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥（セミキュア）を行う。セミキュア条件は、使用する樹脂、溶媒、樹脂塗布量により異なるが、通常６０〜２００℃で１〜６０分加熱することが好ましい。このようにして得られた樹脂被膜は、樹脂が非感光性の樹脂である場合は、その上にポジ型フォトレジストの被膜を形成した後に、また、樹脂が感光性の樹脂である場合は、そのままかあるいは酸素遮断膜を形成した後に、露光、現像を行う。必要に応じて、ポジ形フォトレジスト又は酸素遮断膜を除去し、また、加熱乾燥（本キュア）する。本キュア条件は、樹脂の種類や塗布量により若干異なるが、ポリイミド樹脂の場合には、通常２００〜３００℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。アクリル系樹脂の場合には、本キュア条件は、通常１５０〜３００℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。以上のプロセスにより、透明基板上にスペーサーが形成される。１回のパターニングで十分な高さを得られることが困難である場合には、複数の樹脂層を積層することも可能である。
【００３２】
また、いわゆる転写法によってスペーサーを形成してもよい。すなわち、あらかじめ基材上に感光性を付与した樹脂層を形成した転写フィルムを準備し、このものを基板の上に重ね合わせ（必要に応じ熱や圧力を加える）、露光・現像し、しかる後に基材を剥離してスペーサーを基板上に形成する方法である。
【００３３】
スペーサーの形状、すなわち、スペーサーを基板と平行な面で切断した場合の横断面の形状は、特に限定されないが、円、楕円、角が丸い多角形、十字、Ｔ字又はＬ字形が好ましい。また、積層によりスペーサーを形成する場合においても、それぞれの層のスペーサーの形状は、特に制限されないが、円、楕円、角が丸い多角形、十字、Ｔ字又はＬ字形が好ましく、これらを任意に積層しスペーサーを形成してよい。
【００３４】
スペーサーの高さは、１〜９μｍが好ましく、さらには２〜８μｍが好ましい。スペーサーの高さが１μｍよりも低いと、十分なセルギャップを確保することが困難になる。一方、９μｍを超えると、液晶表示装置のセルギャップが大きくなりすぎ、このため駆動に要する電圧が高くなり、好ましくない。なお、ここで、スペーサーの高さとは、１個のスペーサーに着目し、表示部平坦部（カラーフィルターの場合には開口部着色層、ＴＦＴ基板の場合には画素電極）と該スペーサーの最上表面との間の距離を意味する。なお、基板上の表示部平坦部の高さにムラがある場合には、スペーサーの最上表面と各表示部平坦部との間の距離のうち、最大のものを意味する。
【００３５】
スペーサーによって保たれる２枚の液晶表示装置用基板間の間隔の画面内均一性を高める点から、画面内および画面外の非表示領域にスペーサーを形成することが好ましいが、場合によっては画面内または画面外のどちらか一方の非表示領域に形成しても良い。
【００３６】
スペーサーの１個あたりの面積や配置場所は液晶表示装置を作成する場合に固定されたスペーサーを有する液晶表示装置と対向する液晶表示装置用基板の構造に大きく影響を受ける。そのため固定されたスペーサーを有する液晶表示装置用基板の制約がない場合は、スペーサーの１個あたりの面積や配置場所は、特に限定されないが、画素１個あたりの非表示領域の面積を考えた場合、画面内の１個あたりのスペーサー面積は、１０μｍ２〜１０００μｍ２ であることが好ましく、より好ましくは、１０μｍ２ 〜２５０μｍ２ である。ここでいうスペーサー面積とはスペーサー最頂部の、液晶表示装置を作成した際に対向基板に接触する部分の面積を指す。１０μｍ２よりも小さい場合は、精密なパターンの形成や積層が難しく、また、１０００μｍ２ よりも大きい場合は、スペーサーの周辺においてラビングによる十分な配向処理が困難になる。また、画面内のスペーサーは、スペーサー部の形状にもよるが画面内の非表示領域に完全に配置することが難しくなる。一方、画面外のスペーサーは、表示領域に現れることが無い。従って、面内および画面外にスペーサーを有する液晶表示装置用基板の場合、画面外のスペーサーのひとつ当たりの面積は、スペーサーの形成を容易にするために、画面内のスペーサーのひとつ当たりの面積と等しい、若しくは大きいことが好ましい。
【００３７】
また、液晶表示装置用基板にスペーサー形成前および／またはスペーサー形成後に、透明保護膜を形成しても良い。このような透明膜の塗設は、液晶表示装置用基板の構造を複雑にし製造コストが高くなる点で不利であるが、一方スペーサー高さの制御、液晶表示装置用基板表面からの不純物のシミ出し防止、表面平坦化に有利であり、総合的な要求特性を鑑みてその採用の可否を判断されるべきである。
【００３８】
カラー液晶表示装置の場合、スペーサーの形成のしやすさの点から、着色剤を含んだ液晶表示装置用基板であるカラーフィルターが、固定されたスペーサーを有する液晶表示装置用基板として好ましい。
【００３９】
以下、液晶表示装置用基板が着色剤を含んだカラーフィルターの場合を例として本発明をさらに詳細に説明する。
【００４０】
本発明のカラーフィルターは、透明基板上に必要に応じてブラックマトリックスを設け、さらにその上に３原色から成る着色層を複数配列したものが好ましい。カラーフィルターは３原色から成る各着色層により被覆された画素を１絵素とし、多数の絵素により構成されている。ここで言う、ブラックマトリックスは、各画素間に配列された遮光領域を示し、液晶表示装置の表示コントラストを向上させるために設けられる。
【００４１】
カラーフィルターに用いられる透明基板としては、特に限定されるものではなく、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、表面をシリカコートしたソーダライムガラスなどの無機ガラス類、有機プラスチックのフィルム又はシート等が好ましく用いられる。
【００４２】
この透明基板上にブラックマトリックスが設けられる。ブラックマトリックスは、クロムやニッケル等の金属又はそれらの酸化物等で形成してもよいが、樹脂及び遮光剤から成る樹脂ブラックマトリックスを形成することが製造コストや廃棄物処理コストの面から好ましい。また、スペーサーを高くする面からも樹脂ブラックマトリックスの採用が好ましい。この場合、ブラックマトリックスに用いられる樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの感光性又は非感光性の材料が好ましく用いられる。ブラックマトリックス用樹脂は、画素や保護膜に用いられる樹脂よりも高い耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、ブラックマトリックス形成後の工程で使用される有機溶剤に耐性を持つ樹脂が好ましいことからポリイミド系樹脂が特に好ましく用いられる。なお、好ましいポリイミド樹脂としては、前述のスペーサーを形成するのに適した樹脂を挙げることができる。
【００４３】
ブラックマトリックス用の遮光剤としては、カーボンブラック、酸化チタン、酸窒化チタン、マンガン酸化物、四酸化鉄等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉の他に、赤、青、緑色等の顔料の混合物等を遮光剤として用いることができる。この中でも、特にカーボンブラックは遮光性が優れており、特に好ましい。分散の良い粒径の小さいカーボンブラックは主として茶系統の色調を呈するので、カーボンブラックに対する補色の顔料を混合させて無彩色にするのが好ましい。金属酸化物としては、酸化チタン、酸窒化チタン、マンガン酸化物が好ましい。
【００４４】
ブラックマトリックス用の樹脂がポリイミドの場合、黒色ペースト溶媒としては、通常、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド系極性溶媒、γ−ブチロラクトンなどのラクトン系極性溶媒等が好適に使用される。
【００４５】
カーボンブラックや、カーボンブラックに対して補色の顔料等の遮光剤を分散させる方法としては、例えば、ポリイミド前駆体溶液中に遮光剤や分散剤等を混合させた後、三本ロール、サンドグラインダー、ボールミルなどの分散機中で分散させる方法などがあるが、この方法に特に限定されない。また、カーボンブラックの分散性向上、あるいは塗布性やレベリング性向上のために種々の添加剤が加えられていてもよい。
【００４６】
樹脂ブラックマトリックスの製法としては、黒色ペーストを透明基板上に塗布、乾燥した後に、パターニングを行う。黒色ペーストを塗布する方法としては、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤバーによる方法などが好適に用いられ、この後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥（セミキュア）を行う。セミキュア条件は、使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布量により異なるが、通常６０〜２００℃で１〜６０分加熱することが好ましい。
【００４７】
このようにして得られた黒色ペースト被膜は、樹脂が非感光性の樹脂である場合は、その上にポジ型フォトレジストの被膜を形成した後に、また、樹脂が感光性の樹脂である場合は、そのままかあるいは酸素遮断膜を形成した後に、露光、現像を行う。必要に応じて、ポジ形フォトレジスト又は酸素遮断膜を除去し、また、加熱乾燥（本キュア）する。本キュア条件は、前駆体からポリイミド系樹脂を得る場合には、塗布量により若干異なるが、通常２００〜３００℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。アクリル系樹脂の場合には、本キュア条件は、通常１５０〜３００℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。以上のプロセスにより、基板上にブラックマトリックスが形成される。
【００４８】
また、いわゆる転写法によって樹脂ブラックマトリックスを形成してもよい。すなわち、あらかじめ基材上に感光性を付与した黒色層を形成した転写フィルムを準備し、このものを基板の上に重ね合わせ（必要に応じ熱及び圧をかける）、露光・現像し、しかる後に基材を剥離して樹脂ブラックマトリックスを基板上に形成する方法である。
【００４９】
樹脂ブラックマトリックスの膜厚は、好ましくは０．５〜２．０μｍ、より好しくは０．８〜１．５μｍである。この膜厚が０．５μｍよりも薄い場合には、樹脂ブラックマトリックス上に樹脂層を積層してスペーサーを作製する場合、十分な高さのスペーサーを形成することが難しくなり、また、遮光性が不十分になることからも好ましくない。一方、膜厚が２．０μｍよりも厚い場合には、遮光性は確保できるものの、カラーフィルターの平坦性が犠牲になり易く、段差が生じやすい。
【００５０】
樹脂ブラックマトリックスの遮光性は、ＯＤ値（透過率の逆数の常用対数）で表されるが、液晶表示装置の表示品位を向上させるためには、好ましくは２．５以上であり、より好ましくは３．０以上である。また、樹脂ブラックマトリックスの膜厚の好適な範囲を前述したが、ＯＤ値の上限は、これとの関係で定められるべきである。
【００５１】
樹脂ブラックマトリックス間には通常（２０〜２００）μｍ×（２０〜３００）μｍの開口部が設けられるが、この開口部を少なくとも被覆するように３原色のそれぞれの着色層が複数配列される。すなわち、１つの開口部は、３原色のいずれか１つの着色層により被覆され、各色の着色層が複数配列される。
【００５２】
カラーフィルターの場合、着色層は、少なくとも３原色、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）または、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３層を包含するものであり、各画素にはこれらの３色のいずれかの１つの着色層が設けられる。
【００５３】
着色層に用いられる着色剤としては、有機顔料、無機顔料、染料等を好適に用いることができ、さらには、紫外線吸収剤、分散剤、レベリング剤等の種々の添加剤を添加してもよい。顔料としては、赤（Ｒ）としてColor Index No.９、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７７、１８０、１９２、２１５など、緑（Ｇ）としてColor Index No.７、３６など、青（Ｂ）としてはColor Index No.１５、２２、６０、６４などが一般的に用いられる。分散剤としては、界面活性剤、顔料の中間体、染料の中間体、ソルスパースなどの広範囲のものが使用される。
【００５４】
着色層に用いられる樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの感光性又は非感光性の材料が好ましく用いられる。スペーサーを形成するためには前述の力学特性の点から、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂が好ましく、ポリイミド系樹脂がより好ましく用いられる。
【００５５】
着色層を形成する方法としては、ブラックマトリックスを形成した基板上に着色剤を含むペーストを塗布、乾燥した後に、パターニングを行う。着色剤を分散又は溶解させ着色ペーストを得る方法としては、溶媒中に樹脂と着色剤を混合させた後、三本ロール、サンドグラインダー、ボールミルなどの分散機中で分散させる方法などがあるが、この方法に特に限定されない。
【００５６】
着色ペーストを塗布する方法としては、黒色ペーストの場合と同様、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法等が好適に用いられ、この後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥（セミキュア）を行う。セミキュア条件は、使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布量により異なるが通常６０〜２００℃で１〜６０分加熱することが好ましい。
【００５７】
このようにして得られた着色ペースト被膜は、樹脂が非感光性の樹脂である場合は、その上にポジ型フォトレジストの被膜を形成した後に、また、樹脂が感光性の樹脂である場合は、そのままかあるいは酸素遮断膜を形成した後に、露光、現像を行う。必要に応じて、ポジ型フォトレジスト又は酸素遮断膜を除去し、加熱乾燥（本キュア）する。
【００５８】
本キュア条件は、前駆体からポリイミド系樹脂を得る場合には、塗布量により若干異なるが、通常２００〜３００℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。アクリル系樹脂の場合には、本キュア条件は、通常１５０〜３００℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。以上のプロセスにより、ブラックマトリックスを形成した基板上にパターニングされた着色層が形成される。また、いわゆる転写法で着色層を形成してもよい。
【００５９】
ブラックマトリックスを形成した基板上に、上記のように、第１色目の着色層を全面にわたって形成した後に、不必要な部分をフォトリソグラフィ法により除去し、所望の第１色目の着色層のパターンを形成する。第２色目、第３色目も同様な操作を繰り返し、カラーフィルターを形成する。
【００６０】
カラーフィルターにスペーサーを形成する際には、スペーサーを形成する工程が別途必要とならないように、または十分な高さのスペーサーを実現するためにるため、着色層の加工と同時にカラーフィルター着色層で構成されたスペーサーを形成するのが好ましい。スペーサーは、着色層の１層、２層又は３層で構成することができる。着色層１層でスペーサーを構成する場合には、スペーサーが着色剤を含んだ樹脂の単一色から成り、２層又は３層でスペーサーを構成する場合には、スペーサーは着色剤を含んだ樹脂の色重ねから成ることになる。例えば、上記のようにブラックマトリックスを形成した基板上に第１色目の着色層で所望の第１色目の着色層のパターンを形成する際に、ブラックマトリックスの開口部を少なくとも被覆する部分と、着色層の積層によりスペーサーを形成する部分に着色層を残す。第２色目、第３色目も同様な操作を繰り返し、ブラックマトリックスの開口部上には１層の着色層が形成される。また、スペーサーとして十分なセルギャップを確保するためには、好ましくは２から３層の着色層がスペーサー形成位置に積層されることが好ましい。
【００６１】
また、非表示領域であるブラックマトリックス上に着色層を１層、２層又は３層積層しスペーサーを構成することが、表示部の面積を減じることなく十分なセルギャップを確保する点から好ましい。
【００６２】
また着色層の積層では十分な高さが得られない場合やその他の問題を解決するために、前述の樹脂層を別途積層し、スペーサーを形成することができる。
【００６３】
また、スペーサーの形成とともに、スペーサーとして機能しない高さの積層物を形成しても良い。これは、たとえば、スペーサーが４層で形成される場合着色層３層もしくは１、２層からなる積層物で形成され、スペーサーが３層で形成される場合着色層２もしくは１層からなる積層物で形成される。これは、通常時は、対向する液晶表示装置用基板と接することは無いが、液晶表示装置に非常に高い衝撃が加わった際等に対向基板と接することで、セルギャップを確保して、液晶表示装置の表示品位の信頼性を高めることができる。
【００６４】
着色層の積層によりスペーサーを形成する場合は、スペーサーを構成する着色層の樹脂成分と着色剤成分との重量比が３：７〜９：１であることが、所望のスペーサーの高さをもたせる点とカラーフィルターに所望のカラー表示性能をもたせる点などから、好ましい。
【００６５】
開口部上の着色層とスペーサーを形成する着色層とは連続していても、また、分離されていてもよい。もっとも、カラーフィルター上に透明電極として形成する酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜を開口部上の着色層とスペーサー間で断線させ、カラーフィルター側と対向基板との導通を防止する場合は、開口部上の着色層とスペーサーを形成する着色層とは分離、分画されている方が好ましい。
【００６６】
本発明における３原色からなる着色層の積層により形成されたスペーサーを有するカラーフィルターの場合、パターンを積層する際には、対向基板への接触部の面積が、スペーサーの底部の面積より小さくなるように積層する事が望ましい。
【００６７】
以上、主として液晶表示装置用基板がカラーフィルターである場合を例として説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、液晶表示装置用基板であればいずれでも好ましい。例えば、ＴＦＴ基板のような、薄膜トランジスターを複数個有する基板であってもよい。ＴＦＴ基板の場合には、スペーサーは画素電極間の非表示領域上に形成される。上記した、スペーサーの構成材料、形状、高さ、断面積等の説明は、ＴＦＴ基板の場合にもそのまま当てはまる。スペーサーの構成材料には、基板上にＴＦＴを作製する際の材料を任意に積層し用いることができる。例えば、パシベーション膜等を用いても良い。
【００６８】
次に、上記カラーフィルターとＴＦＴ基板とを用いて作製したカラー液晶表示装置について説明する。図１には該カラーフィルターの好ましい具体例の断面図が、図２には該カラー液晶表示装置の好ましい具体例の断面図が模式的に示されている。図２に示されるように、液晶表示装置は、上記カラーフィルターと透明電極基板とを対向させて作製する。カラーフィルターには、必要に応じて着色層上に透明保護膜を設けても差支えない。また、カラーフィルター上には、必要に応じてＩＴＯ膜等の透明電極を形成する。カラーフィルターと対向する透明電極基板としては、ＩＴＯ膜などの透明電極が透明基板上にパターン化されて設けられる。透明電極基板上には、透明電極以外に、ＴＦＴ素子や薄膜ダイオード（ＴＦＤ）素子、及び、走査線、信号線等を設け、ＴＦＴ液晶表示装置やＴＦＤ液晶表示装置を作製することができる。透明電極を有するカラーフィルター及び透明電極基板上には液晶配向膜が設けられ、ラビング等による配向処理が施される。配向処理後にシール剤を用いてカラーフィルター及び透明電極基板を貼り合わせ、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した後に、注入口を封止する。偏光板を基板の外側に貼り合わせた後にドライバーＩＣなどを実装することにより液晶モジュールが完成する。カラーフィルター側に透明電極を設けない液晶表示装置、例えばイン・プレイン・スイッチング（ＩＰＳ）と呼ばれる方式の場合もこれに応じた構成となる。
【００６９】
本発明の液晶表示装置用基板及びそれを用いた液晶表示装置は、パソコン、ワードプロセッサー、エンジニアリング・ワークステーション、ナビゲーションシステム、液晶テレビ、ビデオなどの表示画面に用いられ、また、液晶プロジェクション等にも好適に用いられる。また、光通信や光情報処理の分野において、液晶を用いた空間変調素子としても好適に用いられる。空間変調素子は、素子への入力信号に応じて、素子に入射する光の強度や位相、偏光方向等を変調させるもので、実時間ホログラフィーや空間フィルター、インコヒーレント／コヒーレント変換等に用いられるものである。
【００７０】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
【００７１】
実施例１
（カラーフィルターの作製）
[ブラックマトリックスの作製]
γ−ブチロラクトンとＮ−メチル−２−ピロリドンの混合溶媒中で、ピロメリット酸二無水物（０．５モル当量）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（０．４９モル当量）、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロー５，５−ウンデカン（０．６モル当量）、４，４´−ジアミノジフェニルエーテル（０．３５モル当量）、ビス−３−（アミノプロピル）テトラメチルシロキサン（０．０５モル当量）を反応させ、ポリアミック酸溶液（ポリマー濃度２０重量％）を得た。
【００７２】
このポリアミック酸溶液を２００ｇ取り出し、それにγ−ブチロラクトン１８６ｇ、ブチルセロソルブ６４ｇを添加して、ポリマー濃度１０重量％のポリアミック酸溶液を得た。
【００７３】
カーボンブラック４ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン４０ｇ、ブチルセロソルブ６ｇをガラスビーズ１００ｇとともにホモジナイザーを用い、７０００ｒｐｍで３０分間分散処理後、ガラスビーズを濾過により除去し、顔料濃度８重量％の顔料分散液を得た。
【００７４】
顔料分散液３０ｇに、前記のポリマー濃度１０重量％のポリアミック酸溶液２８ｇを添加混合し、黒色ペーストを作製した。本ペーストを無アルカリガラス基板上に塗布後、１２５℃でプリベークを行い、ポリイミド前駆体黒色着色膜を形成した。冷却後、ポジ型フォトレジストを塗布し、９０℃で加熱乾燥してフォトレジスト被膜を形成した。これを紫外線露光機を用いて、フォトマスクを介して露光した。露光後、アルカリ現像液に浸漬し、フォトレジストの現像、ポリイミド前駆体黒色着色膜のエッチングを同時に行い、開口部を形成した。エッチング後、不要となったフォトレジスト層をメチルセルソルブアセテートにて剥離した。エッチングされたポリイミド前駆体黒色着色膜を２９０℃に加熱して熱硬化を行い、ポリイミドに転換して樹脂ブラックマトリクスを形成した。
【００７５】
[画素の作製]
次に、赤、緑、青の顔料として各々Color Index No.65300 Pigment Red 177で示されるジアントラキノン系顔料、Color Index No. 74265 Pigment Green 36で示されるフタロシアニングリーン系顔料、Color Index No.74160 Pigment Blue 15-4で示されるフタロシアニンブルー系顔料を用意した。上記ポリアミック酸溶液と上記顔料を各々（ポリイミド前駆体：顔料）重量比６：４の割合で混合分散させて、赤、緑、青の３種類の着色ペーストを得た。
【００７６】
まず、樹脂ブラックマトリックス基板上に青ペーストを塗布し、８０℃で１０分間熱風乾燥し、１２０℃２０分間セミキュアした。この後、ポジ型フォトレジスト（Shipley "Microposit" ＳＲＣ100 30cp)をスピナーで塗布後、８０℃で２０分間乾燥した。フォトマスクを用いてフォトレジストを露光し、アルカリ現像液（Shipley "Microposit" 351) に基板をディップし、同時に基板を揺動させながら、ポジ型フォトレジストの現像及びポリイミド前駆体のエッチングを同時に行った。その後、ポジ型フォトレジストをメチルセルソルブアセテートで剥離し、さらに、３００℃で３０分間キュアした。着色画素部の膜厚は２．２μｍであった。このパターニングにより青色画素の形成とともに樹脂ブラックマトリックス上に２５μｍ×２０μｍ角のフォトマスクパターンを使用してスぺーサーの１段目を形成した。
【００７７】
水洗後、青色画素の形成およびスペーサー１段目の形成と同様にして、緑色画素の形成とともに樹脂ブラックマトリックス上に既に青着色層で形成されている１段目と同サイズのフォトマスクパターンを使用してスぺーサーの２段目を形成した。緑色画素部の膜厚は２．２μｍであった。
【００７８】
さらに水洗後、青色画素の形成およびスペーサー１段目の形成と同様にして赤色画素の形成とともに樹脂ブラックマトリックス上にスペーサーの１段目が青着色層、スペーサーの２段目が緑着色層で形成されている上に１５μｍ×１０μｍ角のフォトマスクパターンを使用してスぺーサーの３段目を形成した。赤色画素部の膜厚は２．２μｍであった。
【００７９】
着色層の積層により樹脂ブラックマトリックス上に設けられたスぺーサー底部、すなわち青色部の面積は１個当たり約５００μｍ２、対向基板に接触する部分の面積は面内９点の平均で１２０μｍ２であった。また画面周辺に樹脂ブラックマトリクスで形成した額縁上にも色重ねによるスペーサーを設けた、その際、最上層の面積は画面内のスペーサーの２倍となるようにし、単位面積当たりのスペーサーの個数を１／２とし単位面積あたりの対向基板へのスペーサーの接触面積が画面内と同じになるようにした。さらに額縁外の基板上にも、画面内と同様に樹脂ブラックマトリックスの作製に用いた樹脂層によるパターンと着色膜の作製に用いた樹脂層のパターンの積層により、カラーフィルター並びに画面内のスペーサーを作製するのと同時にスペーサーを形成した。その際単位面積当たりのスペーサーと対向基板との接触面積が画面内と同一になるように形成した。
【００８０】
この遮光層と赤画素、緑画素、青画素を有し、表示画面部及び額縁、額縁周辺部のシール部の樹脂ブラックマトリックス上にスぺーサーを有する無アルカリガラス基板上に、スパッタリング法にてＩＴＯ膜を形成し、液晶表示装置用基板として用いられるカラーフィルターを得た。ＩＴＯ膜の膜厚は１５０ｎｍであり、表面抵抗は２０Ω／□であった。
(3)   ガラス転移温度の測定
ＤＳＣ装置（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ社製  ＤＳＣ−２Ｃ）を用いて、形成されたスペーサーのガラス転移温度を測定した。スペーサーを掻き取り、測定を行ったところ、ガラス転移温度は、２３０℃であった。
（カラー液晶表示装置の作製と評価）
このカラーフィルターのＩＴＯ膜上にポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。また、同様に対向する薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置用基板についても、ポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。この２枚の基板をエポキシ接着材をシール剤として用いて貼り合わせた後に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した。液晶を注入後、注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に貼り合わせ液晶表示装置を作製した。
【００８１】
このような手法に基づき、一定の公知の製造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製したところ、特に問題点がない液晶表示装置を得ることが出来た。  これらの液晶表示装置の表示品位を評価した。表示品位は良好であった。
実施例２
（カラーフィルターの作製）
[ブラックマトリックスの作製]
実施例１と同様に、ブラックマトリクス形成後、画素を形成した。但し、実施例１とは異なり、ポリアミック酸溶液には、ジアミンの３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロー５，５−ウンデカンの代わりにビス[２−（３−アミノプロポキシ）エチル]エーテルを使用したポリアミック酸溶液を用い、顔料分散液を作製した。この顔料分散液を用いて樹脂ブラックマトリックスを作製した。
【００８２】
[画素の作製]
実施例１と同様な手法を用い、ビス[２−（３−アミノプロポキシ）エチル]エーテルを使用したポリアミック酸溶液と、赤、緑、青の顔料を各々（ポリイミド前駆体／顔料）重量比６：４の割合で混合分散させて得られた、赤、緑、青の３種類の着色顔料分散液を使用して、赤画素と緑画素と青画素を形成し、同時に、表示画面部及び額縁、額縁周辺部のシール部の樹脂ブラックマトリックス上にスペーサーの形成を行った。
【００８３】
このスペーサーを有する基板上に、スパッタリング法にてＩＴＯ層を形成し、液晶表示装置用基板として用いられるカラーフィルターを得た。
（ガラス転移温度の測定） 
ＤＳＣ装置を用い実施例１と同様にして測定を行ったところ、ガラス転移温度は、１９０℃であった。
（カラー液晶表示装置の作製と評価）
このカラーフィルターのＩＴＯ膜上にポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。また、同様に対向する薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置用基板についても、ポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。この２枚の基板をエポキシ接着材をシール剤として用いて貼り合わせた後に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した。液晶を注入後、注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に貼り合わせ液晶表示装置を作製した。
【００８４】
このような手法に基づき、一定の公知の製造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製したところ、特に問題点がない液晶表示装置を得ることが出来た。  これらの液晶表示装置の表示品位を評価した。表示品位は良好であった。
実施例３
（カラーフィルターの作製）
[ブラックマトリックスの作製]
実施例１と同様に、ブラックマトリクス形成後、画素を形成した。但し、実施例１とは異なり、ポリアミック酸溶液には、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロー５，５−ウンデカンの代わりにジエチレングリコール−ビス（３−アミノプロピル）エーテルを使用したポリアミック酸溶液を用い、顔料分散液を作製した。この顔料分散液を用い、樹脂ブラックマトリックスを作製した。
【００８５】
[画素の作製]
実施例１と同様にして、樹脂ブラックマトリクス上に、ジエチレングリコール−ビス（３−アミノプロピル）エーテルをジアミンとして使用したポリアミック酸溶液と、赤、緑、青の顔料を各々（ポリアミック酸溶液／顔料）重量比６：４の割合で混合分散させて得られた、赤、緑、青の３種類の着色顔料分散液を使用して、赤画素と緑画素と青画素を形成し、同時に、表示画面部及び額縁、額縁周辺部のシール部の樹脂ブラックマトリックス上にスペーサーの形成を行った。
【００８６】
この樹脂ブラックマトリックスと赤画素、緑画素、青画素、スペーサーを有する無アルカリガラス基板上に、スパッタリング法にて導電膜としてＩＴＯ層を形成し、カラーフィルターを得た。
（ガラス転移温度の測定） 
ＤＳＣ装置を用い実施例１と同様にして測定を行ったところ、ガラス転移温度は、１７５℃であった。
（カラー液晶表示装置の作製と評価）
このカラーフィルターのＩＴＯ膜上にポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。また、同様に対向する薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置用基板についても、ポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。この２枚の基板をエポキシ接着材をシール剤として用いて貼り合わせた後に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した。液晶を注入後、注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に貼り合わせ液晶表示装置を作製した。
【００８７】
このような手法に基づき、一定の公知の製造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製したところ、特に問題点がない液晶表示装置を得ることが出来た。  これらの液晶表示装置の表示品位を評価した。表示品位は良好であった。
実施例４
（カラーフィルターの作製）
[ブラックマトリックスの作製]
アクリル樹脂（メタクリル酸／メタクリル酸メチル／スチレン＝３０／４０／３０の共重合体）と黒色顔料と３−エトキシプロピオン酸エチルを用いて分散した。これに顔料／ポリマー比４５／５５になるように、上記アクリル樹脂と光開始剤（チバスペシャリティーケミカルズ社製のイルガキュア９０７）と増感剤（ジエチルチオキサントン）とアクリルモノマー（ペンタエリスリトールテトラアクリレート）を加え、黒色ペーストを作製した。無アルカリガラス基板上に黒色ペーストを塗布し乾燥させた。８０℃で１０分間熱風乾燥後、ポリビニルアルコール５％溶液を塗布し酸素遮断膜とした。８０℃で１０分間乾燥後、マスクを用いて露光し、現像液（炭酸ナトリウム水溶液）で、エッチングを行った。水洗乾燥後、２３０℃で６０分間加熱した。
【００８８】
[画素の作製]
実施例１と同様にして、樹脂ブラックマトリクス上に、ビス[２−（３−アミノプロポキシ）エチル]エーテルを使用したポリアミック酸溶液と、赤、緑、青の顔料を各々（ポリアミック酸溶液／顔料）重量比６：４の割合で混合分散させて得られた、赤、緑、青の３種類の着色顔料分散液を使用して、赤画素と緑画素と青画素を形成し、同時に、表示画面部及び額縁、額縁周辺部のシール部の樹脂ブラックマトリックス上に、スペーサーの形成を行った。この樹脂ブラックマトリックスと赤画素、緑画素、青画素、スペーサーを有する無アルカリガラス基板上に、スパッタリング法にて導電膜としてＩＴＯ層を形成し、カラーフィルターを得た。
（ガラス転移温度の測定） 
ＤＳＣ装置を用い実施例１と同様にして測定を行ったところ、ガラス転移温度は、１７５℃と１８０℃であった。
（カラー液晶表示装置の作製と評価）
このカラーフィルターのＩＴＯ膜上にポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施し実施例１と同様に液晶表示装置を作製した。
【００８９】
このような手法に基づき、一定の公知の製造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製したところ、特に問題点がない液晶表示装置を得ることが出来た。  これらの液晶表示装置の表示品位を評価した。表示品位は良好であった。
実施例５
（カラーフィルターの作製）
[ブラックマトリックスの作製]
アクリル樹脂（メタクリル酸／メタクリル酸メチル／スチレン＝２０／５０／３０の共重合体）を用い、実施例４と同様に、樹脂ブラックマトリックスおよびシール部パターンの作製を行った。
【００９０】
[画素の作製]
次に、赤、緑、青の顔料として各々Color Index No.65300 Pigment Red 177で示されるジアントラキノン系顔料、Color Index No. 74265 Pigment Green 36で示されるフタロシアニングリーン系顔料、Color Index No.74160 Pigment Blue 15-4で示されるフタロシアニンブルー系顔料を用意した。上記アクリル樹脂と上記各色顔料を各々（アクリル樹脂：顔料）重量比６：４の割合で混合分散させて、光開始剤と増感剤とアクリルモノマーを加えた、赤、緑、青の３種類の着色顔料分散液を得た。赤、緑、青の３種類の着色顔料分散液を使用して、赤画素と緑画素と青画素を形成し、同時に、表示画面部及び額縁、額縁周辺部のシール部の樹脂ブラックマトリックス上にスペーサーの形成を行った。この樹脂ブラックマトリックスと赤画素、緑画素、青画素、スペーサーを有する無アルカリガラス基板上に、スパッタリング法にて導電膜としてＩＴＯ層を形成し、カラーフィルターを得た。
（ガラス転移温度の測定） 
ＤＳＣ装置を用い実施例１と同様にして測定を行ったところ、ガラス転移温度は、１６５℃であった。
（カラー液晶表示装置の作製と評価）
このカラーフィルターのＩＴＯ膜上にポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施し実施例１と同様に液晶表示装置を作製した。
【００９１】
このような手法に基づき、一定の公知の製造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製したところ、特に問題点がない液晶表示装置を得ることが出来た。  これらの液晶表示装置の表示品位を評価した。表示品位は良好であった。
実施例６
（カラーフィルターの作製）
[ブラックマトリックスの作製]
カーボンブラック４ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン４０ｇ、ブチルセロソルブ６ｇをガラスビーズ１００ｇとともにホモジナイザーを用い、７０００ｒｐｍで３０分間分散処理後、ガラスビーズを濾過により除去し、顔料濃度８重量％の顔料分散液を得た。
【００９２】
顔料分散液３０ｇに、前記のポリマー濃度１０重量％のポリアミック酸溶液２８ｇを添加混合し、黒色ペーストを作製した。本ペーストを無アルカリガラス基板上に塗布後、１２５℃でプリベークを行い、ポリイミド前駆体黒色着色膜を形成した。冷却後、ポジ型フォトレジストを塗布し、９０℃で加熱乾燥してフォトレジスト被膜を形成した。これを紫外線露光機を用いて、フォトマスクを介して露光した。露光後、アルカリ現像液に浸漬し、フォトレジストの現像、ポリイミド前駆体黒色着色膜のエッチングを同時に行い、開口部を形成した。エッチング後、不要となったフォトレジスト層をメチルセルソルブアセテートにて剥離した。エッチングされたポリイミド前駆体黒色着色膜を２９０℃に加熱して熱硬化を行い、ポリイミドに転換して樹脂ブラックマトリクスを形成した。
【００９３】
[画素の作製]
次に、実施例１で用いた赤、緑、青の３種類の着色ペーストを使用し赤画素と緑画素と青画素を形成し、同時に、表示画面部及び額縁、額縁周辺部のシール部の樹脂ブラックマトリックス上にスペーサーの形成を行った。
（ガラス転移温度の測定） 
ＤＳＣ装置を用い実施例１と同様にして測定を行ったところ、スペーサーのガラス転移温度は、２３０℃と２７０℃であった。
（カラー液晶表示装置の作製と評価）
このカラーフィルターのＩＴＯ膜上にポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。また、同様に対向する薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置用基板についても、ポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。この２枚の基板をエポキシ接着材をシール剤として用いて貼り合わせた後に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した。液晶を注入後、注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に貼り合わせ液晶表示装置を作製した。
【００９４】
このような手法に基づき、実施例１と同様の製造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製したところ、液晶表示装置に特に問題が無かった。
実施例７
（カラーフィルターの作製）
[ブラックマトリックスの作製]
透明基板上に、クロムおよびその酸化物からなる遮光膜を真空蒸着法により形成する。これに、フォトレジストを塗布し、加熱乾燥によりフォトレジストの被膜を形成した。これを紫外線露光機を用いて、フォトマスクを介して露光した。露光後、アルカリ現像液に浸漬し、フォトレジストの現像を行った。その後、酸現像液により遮光膜をエッチングし、エッチング後、不要となったフォトレジスト層を剥離し、ブラックマトリックスを形成した。
【００９５】
[画素の作製]
実施例１と同様に、ブラックマトリクス上に、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロー５，５−ウンデカンの代わりにジエチレングリコール−ビス（３−アミノプロピル）エーテルをジアミンとして使用したポリアミック酸溶液と、赤、緑、青の顔料を各々（ポリアミック酸溶液／顔料）重量比６：４の割合で混合分散させて得られた、赤、緑、青の３種類の着色顔料分散液を使用して、赤画素と緑画素と青画素を形成し、同時に、表示画面部及び額縁、額縁周辺部のシール部の樹脂ブラックマトリックス上にスペーサーの形成を行った。
【００９６】
この樹脂ブラックマトリックスと赤画素、緑画素、青画素、スペーサーを有する無アルカリガラス基板上に、スパッタリング法にて導電膜としてＩＴＯ層を形成し、カラーフィルターを得た。
（ガラス転移温度の測定） 
ＤＳＣ装置を用い実施例１と同様にして測定を行ったところ、ガラス転移温度は、１７５℃であった。
（カラー液晶表示装置の作製と評価）
このカラーフィルターのＩＴＯ膜上にポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。また、同様に対向する薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置用基板についても、ポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。この２枚の基板をエポキシ接着材をシール剤として用いて貼り合わせた後に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した。液晶を注入後、注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に貼り合わせ液晶表示装置を作製した。
【００９７】
このような手法に基づき、一定の公知の製造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製したところ、特に問題点がない液晶表示装置を得ることが出来た。  これらの液晶表示装置の表示品位を評価した。表示品位は良好であった。
比較例１
（カラーフィルターの作製）
[ブラックマトリックスの作製]
γ−ブチロラクトンとＮ−メチル−２−ピロリドンの混合溶媒中で、ピロメリット酸二無水物（０．５モル当量）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（０．４９モル当量）、４，４´−ジアミノジフェニルエーテル（０．９５モル当量）、ビス−３−（アミノプロピル）テトラメチルシロキサン（０．０５モル当量）を反応させ、ポリアミック酸溶液（ポリマー濃度２０重量％）を得た。
【００９８】
このポリアミック酸溶液を２００ｇ取り出し、それにγ−ブチロラクトン１８６ｇ、ブチルセロソルブ６４ｇを添加して、ポリマー濃度１０重量％のポリアミック酸溶液を得た。
【００９９】
カーボンブラック４ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン４０ｇ、ブチルセロソルブ６ｇをガラスビーズ１００ｇとともにホモジナイザーを用い、７０００ｒｐｍで３０分間分散処理後、ガラスビーズを濾過により除去し、顔料濃度８重量％の顔料分散液を得た。
【０１００】
顔料分散液３０ｇに、前記のポリマー濃度１０重量％のポリアミック酸溶液２８ｇを添加混合し、黒色ペーストを作製した。本ペーストを無アルカリガラス基板上に塗布後、１２５℃でプリベークを行い、ポリイミド前駆体黒色着色膜を形成した。冷却後、ポジ型フォトレジストを塗布し、９０℃で加熱乾燥してフォトレジスト被膜を形成した。これを紫外線露光機を用いて、フォトマスクを介して露光した。露光後、アルカリ現像液に浸漬し、フォトレジストの現像、ポリイミド前駆体黒色着色膜のエッチングを同時に行い、開口部を形成した。エッチング後、不要となったフォトレジスト層をメチルセルソルブアセテートにて剥離した。エッチングされたポリイミド前駆体黒色着色膜を２９０℃に加熱して熱硬化を行い、ポリイミドに転換して樹脂ブラックマトリクスを形成した。
【０１０１】
[画素の作製]
次に、赤、緑、青の顔料として各々Color Index No.65300 Pigment Red 177で示されるジアントラキノン系顔料、Color Index No. 74265 Pigment Green 36で示されるフタロシアニングリーン系顔料、Color Index No.74160 Pigment Blue 15-4で示されるフタロシアニンブルー系顔料を用意した。上記ポリイミド前駆体溶液と上記顔料を各々（ポリイミド前駆体：顔料）重量比６：４の割合で混合分散させて、赤、緑、青の３種類の着色ペーストを得た。この着色ペーストを用い、赤画素と緑画素と青画素を形成し、同時に、表示画面部及び額縁、額縁周辺部のシール部の樹脂ブラックマトリックス上にスペーサーの形成を行った。
【０１０２】
この樹脂ブラックマトリックスと赤画素、緑画素、青画素、スペーサーを有する無アルカリガラス基板上に、スパッタリング法にて導電膜としてＩＴＯ層を形成し、カラーフィルターを得た。樹脂ブラックマトリックスの光学濃度は、波長４３０〜６４０ｎｍにおいて３．２〜３．５であった。樹脂ブラックマトリックスの膜厚は１．２μｍであった。
（ガラス転移温度の測定） 
ＤＳＣ装置を用い実施例１と同様にして測定を行ったところ、スペーサーのガラス転移温度は、２７０℃であった。
（カラー液晶表示装置の作製と評価）
このカラーフィルターのＩＴＯ膜上にポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。また、同様に対向する薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置用基板についても、ポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。この２枚の基板をエポキシ接着材をシール剤として用いて貼り合わせた後に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した。液晶を注入後、注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に貼り合わせ液晶表示装置を作製した。
【０１０３】
このような手法に基づき、実施例１と同様の製造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製したところ、５個の液晶表示装置において、表示品位の低下がみられた。
【０１０４】
原因を解析したところ、スペーサーが脱落していることがわかった。
比較例２
（カラーフィルターの作製）
[ブラックマトリックスの作製]
透明基板上に、クロムおよびその酸化物からなる遮光膜を真空蒸着法により形成する。これに、フォトレジストを塗布し、加熱乾燥によりフォトレジストの被膜を形成した。これを紫外線露光機を用いて、フォトマスクを介して露光した。露光後、アルカリ現像液に浸漬し、フォトレジストの現像を行った。その後、酸現像液により遮光膜をエッチングし、エッチング後、不要となったフォトレジスト層を剥離し、ブラックマトリックスを形成した。
【０１０５】
比較例１で用いた着色ペーストを用い、実施例１と同様な手法を用い、赤画素と緑画素と青画素を形成し、同時に、表示画面部及び額縁、額縁周辺部のシール部のブラックマトリックス上にスペーサーの形成を行った。
【０１０６】
このブラックマトリックスと赤画素、緑画素、青画素、スペーサーを有する無アルカリガラス基板上に、スパッタリング法にて導電膜としてＩＴＯ層を形成し、カラーフィルターを得た。
（ガラス転移温度の測定） 
ＤＳＣ装置を用い実施例１と同様にして測定を行ったところ、スペーサーのガラス転移温度は、２７０℃であった。
（カラー液晶表示装置の作製と評価）
このカラーフィルターのＩＴＯ膜上にポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。また、同様に対向する薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置用基板についても、ポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施した。この２枚の基板をエポキシ接着材をシール剤として用いて貼り合わせた後に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した。液晶を注入後、注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に貼り合わせ液晶表示装置を作製した。
【０１０７】
このような手法に基づき、実施例１と同様の製造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製したところ、６個の液晶表示装置において、表示品位の低下がみられた。
【０１０８】
原因を解析したところ、スペーサーが脱落していることがわかった。
【０１０９】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置用基板では、スぺーサーのガラス転移温度が特定の範囲内にあるので、この基板を用いて液晶表示装置を作製した場合に、スペーサーの剥がれに起因する表示品位の低下の防止という効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板上に形成された固定されたスペーサーを有するカラーフィルター基板の断面図の一例である。
【図２】本発明の基板上に形成された固定されたスペーサーを有するカラーフィルター基板を使用した液晶表示装置の断面図の一例である。
【図３】プラスチックビーズ等をスペーサーとして用いた液晶表示装置の断面図の一例である。
【符号の説明】
１：    青画素
２：    緑画素
３：    赤画素
４：    ブラックマトリクス
５：    透明基板
６：    オーバーコート膜
７：    ＩＴＯ膜
８：    固定されたスペーサー
９：    配向膜
１０：  画素電極
１１：  薄膜トランジスタ
１２：  液晶層
１３：  球状スペーサー